2016年，屈楚蕭在都市愛情勵志網絡劇《我的朋友陳白露小姐》中飾演了為愛癡狂、敢愛敢恨的富家少爺陳言，并為該劇演唱片尾曲《只差一點點》，這也是他的首部影視作品。6月24日，與高偉光、李子峰等共同錄制愛奇藝明星通告類綜藝節目《大牌對王牌》，完成個人綜藝首秀。10月30日，出席時裝之夜歡樂頌盛典紅毯儀式。11月3日，受邀出席OK!明星跨界時裝周。
2017年6月，主演校園青春喜劇電影《畢業進行時》。8月，由新麗傳媒出品的古裝宮斗劇《如懿傳》正式開機，屈楚蕭在劇中飾演成年時期的永琪，同時這也是他的清宮首秀。同年，他與林峰、唐藝昕合作主演古裝愛情傳奇劇《獨步天下》，在劇中飾演智勇雙全，桀驁不馴的多爾袞。
2018年，與李一桐主演合作改編自半明半寐同名小說的網絡劇《媚者無疆》，在劇中飾演武功高強、重情守義又隱忍內斂的長安。同年，主演電影《二十歲》。
2019年，主演郭帆執導的科幻電影《流浪地球》；同年，主演由陳國富監制、沙漠導演的電影《我要我們在一起》，電影改編自網絡熱門帖子《與我十年長跑的女友明天要嫁人了》；隨后，與陳鈺琪、鄭斯仁、李九霄合作主演歷史懸疑劇《古董局中局之掠寶清單》，在劇中飾演古董行業愛國學者許一城。
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